新疆盐渍化土壤氮素矿化和硝化作用特征

为了探明新疆盐渍化土壤特性与土壤氮素矿化和硝化的关系,通过室内培养方法,研究了不同盐渍化类型和程度的新疆盐渍化土壤氮素的矿化和硝化特征。结果表明,盐渍化类型对土壤氮素矿化有重要影响。在培养过程中,碱化土壤矿质氮含量明显低于盐化土壤;在碱化土壤中,随着碱化度和pH值的升高,矿化量迅速降低;在盐化土壤中,盐化程度的增加对于土壤矿化特征影响不大,但是随着盐化程度的增加矿化率明显增加。在盐渍化土壤中,碱化土壤的氮素硝化作用较盐化土壤快;无论是碱化土壤还是盐化土壤,随着盐渍化程度的增加,氮肥硝化作用都受到不同程度的抑制;在碱化土壤中,氮素硝化率与pH、总盐含量、碱化度均呈极显著负相关,而在盐化土壤中,氮素硝化率与总盐含量呈极显著负相关。     

北方典型设施菜地土壤N2O排放特征

为明确北方典型设施菜地N2O的排放特征,在“中国蔬菜之乡”——山东省寿光市的秋冬茬设施番茄土壤上利用静态暗箱-气相色谱法,对不施氮肥(CK)、单施有机肥(OM)、农民习惯施(FP)和减氮优化施肥(OPT)4个处理下的N2O排放通量进行了观测,并分析了其对N2O排放量和蔬菜产量的影响.结果表明,施肥并灌溉后的一段时间内,会观测到N2O的“脉冲式”排放,最高排放峰值出现在基肥+灌溉后,且排放高峰持续近20 d,而由追肥引起的排放峰值小且持续时间仅3～5 d.统计分析表明,温度和水分都是影响设施菜地N2O排放的环境因素.各处理土壤N2O排放总量差异显著,顺序依次为:FP (14.77 kg/hm2)＞OPT(9.73kg/hm2＞OM(6.84 kg/hm2)＞CK(2.37 kg/hm2),N2O排放系数介于0.83％～1.10％之间,接近或超过IPCC 1.0％的推荐值.与FP处理相比,减少近60％化肥N的OPT处理下番茄产量增加2.2％.在目前管理措施下,合理减少有机肥和化肥施氮量是设施蔬菜地N2O减排的有效途径.     

菜地土壤N2O产生机理及影响因素研究进展

土壤是温室气体氧化亚氮最主要排放源,其中又以农田土壤为主.但近年来我国菜地土壤面积呈明显上升趋势,菜地土壤氧化亚氮的排放亦不容忽视,但又不应以农田土壤—概而括.本文综合分析土壤氧化亚氮产生与排放机理及其影响因素,介绍了菜地土壤的特性.探讨进一步的研究方向,客观评价土壤氧化亚氮排放的影响因子,为制定具体减排措施打下夯实基础.     

不同菜地土壤硝化与反硝化活性

硝化作用和反硝化作用是氮素气态损失的主要途径,在实验室培养条件下,研究了3种菜地土壤之间硝化反硝化活性的差异,反硝化作用利用乙炔抑制培养法对其进行测定.结果表明,培养33 d后红泥土、灰沙土和灰泥土的氮素硝化率均很高,分别为96.1%、88.3%和70.4%,其中红泥土与灰泥土的硝化率差异达到了极显著水平(P<0.01),而灰沙土与红泥土、灰泥土之间的差异不显著(P>0.05).pH值最高和最低的菜地土壤其硝化率分别表现出最高和最低,值得注意的是,在pH4.61条件下灰泥土的硝化率可达70.4%.氮肥的施用显著或极显著增加了 3种土壤硝化过程的N_2O排放量,占施氮量的0.59%～0.70%.3种菜地土壤之间氮肥的反硝化活性表现为灰泥土>红泥土>灰沙土,其差异也极显著(P<0.01),氮肥的反硝化损失量占施氮量的-0.02%～0.20%.土壤硝化和反硝化氮素损失累积量随时间t的变化均符合修正的Elovich方程:y=bln(t)+a.     

生物质炭输入影响土壤氮素转化与氧化亚氮排放的研究进展

全球气候变暖的持续性和不确定性显著影响人类社会的可持续发展。大气氧化亚氮(N₂O)的持续增加是导致全球气候变暖的主要原因之一。土壤是氮素转化的重要场所和氮循环生物化学反应库,也是N₂O的重要排放源,土壤N₂O排放速率的变化会显著影响大气N₂O含量。生物质炭是指生物质在完全或部分缺氧的情况下经热裂解制备而成的芳香类化学物质,具有多孔性、强吸附性、化学稳定性、高pH和较大阳离子交换量等特性。生物质炭施入土壤后,会直接或间接影响土壤氮素的转化,并对土壤N₂O排放产生显著影响。本研究综述了生物质炭输入对土壤生态系统氮素转化与N₂O排放的研究进展,分别阐述了生物质炭输入对土壤无机氮动态变化、硝化作用、反硝化作用以及N₂O排放的影响,并从生物质炭吸附和减少氮素淋滤、影响土壤理化性质、土壤氨氧化菌的丰度和多样性以及反硝化菌功能基因等方面具体分析了影响上述过程的作用机制。在此基础上,对今后生物质炭在土壤增汇减排以及缓解温室效应方面的进一步理论研究和相关技术推广进行了展望。参109     

灰漠土长期试验地氮素矿化和硝化作用的特征

采用培育试验研究了灰漠土长期定位试验中不同施肥处理小区表层和亚表层土壤的矿化和硝化作用特征.结果表明:灰漠土的硝化作用非常强烈.pH是影响硝化作用的重要因素,硝化率与土壤pH呈显著正相关.合理施肥调控土壤肥力是提高灰漠土肥力的重要措施.     

硝化/脲酶抑制剂对设施菜地土壤菌群和氮素转化影响的研究进展

设施菜地系统相对于其他农业系统而言,由于环境封闭、施肥量大且灌溉频繁等特点,具有氮素淋溶的高风险,进一步引发地袁和地下水体污染、土质退化及全球变暖等一系列环境问题;研究氮肥、硝化抑制剂和脲酶抑制剂对不同年限设施菜地土壤菌群变化及其对氮素转化的影响及对土壤氮素循环和菌群的作用机制,对提高氮素利用率、减少环境污染、保持农业...     

土壤氮素转化研究进展

土壤氮素转化是生物-土壤生态系统中氮素循环的重要一环。论述了近年来有关氮素矿化作用、硝化作用-反硝化作用、微生物体氮方面的研究,并对未来的研究方向作了展望。     

紫色土氮素矿化作用和硝化作用对长期施肥的响应

[目的]研究不同施肥方式对紫色土中氮素循环特性的影响。[方法]采用室内培养试验研究长期施肥对四川紫色土无机氮的动态变化、矿化作用和硝化作用的影响。[结果]与不施肥对照相比,长期施肥显著提高了紫色土的净矿化速率(P<0.05),不同施肥处理的平均净矿化速率分别为单施化学氮肥处理(NPK)≥猪粪处理(OM)>猪粪-化肥配施处理(OM-NPK)>秸秆-化肥配施处理(RSD-NPK)>秸秆处理(RSD)。秸秆处理(RSD)、RSD-NPK的平均净矿化速率为负值,表明长期施用秸秆促进了土壤无机氮的同化。与对照相比,长期不同施肥处理均显著刺激了紫色土的平均净硝化速率(P<0.05),其中以猪粪处理(OM)最高,为16.74 mg/(kg·d),是CK(5.84 mg/(kg·d))的2.87倍。与单施化学氮肥处理(NPK)相比,秸秆处理(RSD)显著抑制了硝化作用,平均净硝化速率下降了10.69%,但显著高于对照处理(P<0.05)。[结论]该研究为紫色土地区农业生产中肥料的合理施用提供科学依据。     

菜地土壤N_2O排放及其氮素反硝化损失

采用培养试验方法,对南京郊区 3对菜地土和水稻土的 N2O排放和氮素反硝化损失进行了研究.不加乙炔培养测定土壤 N2O排放,加乙炔( 10% V/V)培养测定反硝化损失.菜地土为相同类型水稻土改种为蔬菜约 20年的土壤.结果表明,在培养 0～ 1 d期间 ,菜地土本身 N2O排放通量 (5.15～ 218.37 ng N· g-1soil· h-1)均高于相同类型的水稻土 (2.50～ 3.94 ng N· g-1soil· h-1). 3对供试土壤中, 2个菜地土培养 21 d排放的 N2O总量与反硝化损失总量均显著高于相同类型的水稻土( P<0.05). 3对供试土壤施尿素后反硝化损失均未显著增加.施肥和不施肥处理,土壤 N2O排放累积量和反硝化损失累积量随时间 t的变化均符合修正的 Elovich方程 y=bln(t)+ a.     

商品有机肥及蔬菜残体在菜地土壤中的氮素矿化研究

本试验采用好气培养法研究了商品有机肥及蔬菜残体在菜地土壤中的氮素矿化,结果表明：土壤中施入尿素、有机肥和蔬菜残体的处理,7－14天后NH4^+-N降低到对照水平,之后各处理的NO3－N的累积量具有显著差异。35天时,NO3－N累积量的次序为：尿素＋菜花残体≈尿素＋苋菜残体＞尿素＋有机肥＞尿素＞有机肥＞0－30cm土壤＞30－60cm土壤。0－30cm土壤累积矿化量远高于30－60cm,矿化速率也是如此,其累积量与培养时间可以用一元二次方程拟合。本研究所用有机肥C／N比为25：1,其单独添加或与尿素一起添加时,前期均表现为无机氮的净固定过程,28－33天以后才释放无机氮。尿素＋菜花残体和尿素＋苋菜残体处理的Nmin（铵态氮＋硝态氮）都高于尿素处理,说明这两种C／N较低的蔬菜残体都释放了相当量的无机氮,表现为氮的净矿化作用。     

节能日光温室蔬菜高产高效栽培技术

节能日光温室具有采光面积大、增温速度快、保温性能好、抗雪压能力强、节能效果显著等特点。可以带动相关产业发展,促进农村就业。     

长期不同培肥处理对土壤有机氮组分及氮素矿化特性的影响

【目的】揭示长期不同培肥处理对黄土高原南部土垫旱耕人为土(土)土壤有机氮组分、氮素矿化的影响以及有机氮组分对氮素矿化潜力的贡献。【方法】采用Stanford和Smith间歇淋洗好气培养法测定了土19年长期不同施肥处理土壤矿化氮的数量,并采用Bremner法测定了培养前、后土壤有机氮各组分含量的变化。【结果】各处理土壤有机氮各组分含量高低顺序为:氨基酸氮非酸解氮酸解未知氮氨态氮氨基糖态氮。与不施肥对照相比,长期单施化肥处理土壤有机氮各组分含量有不同程度的增加,但幅度有限;化肥配施秸秆或有机肥处理显著提高了各有机氮组分含量,其中以氨基酸氮含量增加幅度最大;化肥配施秸秆或有机肥处理降低了酸解有机氮占全氮的比例。化肥长期配施有机肥或秸秆,显著提高了土壤氮素矿化势(N0)以及矿化率,其中化肥配施有机肥土壤N0大于化肥配施秸秆处理。相关分析表明,土壤氮素矿化势N0与培养前后土壤氨基酸氮变化量间呈显著负相关关系(P0.05),与土壤酸解未知态氮和非酸解氮的变化量间的负相关关系未达显著水平(P0.05)。【结论】化肥配施有机肥或秸秆,是提高土壤供氮潜力的有效手段;氨基酸氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

大棚蔬菜栽培技术

总结了大棚蔬菜栽培技术,包括品种选择、棚室构建、播种、田间管理、病虫害防治等方面内容,以期为大棚种植者提供相应技术参考。     

温室栽培条件下土壤无机磷组分的累积、迁移特征

 【目的】揭示温室栽培条件下磷肥施用量大,但利用率低的原因,探明磷素养分淋溶损失的主体成分,为合理施用磷肥、提高磷肥利用率、减少环境污染提供依据。【方法】以辽宁沈阳地区具有代表性的温室为研究对象,通过对不同使用年限温室土壤剖面全磷及无机磷各组分含量的分析测定,探讨温室栽培条件下土壤无机磷的累积、迁移特点。【结果】(1)温室土壤全磷、无机磷、速效磷的含量均较露地土壤有明显增加,且耕层(0—20 cm)的累积量最高,平均含量分别为露地土壤的3.1倍、3.3倍、3.6倍,无机磷占全磷含量的92.1%,速效磷仅占全磷含量的16.6%。(2)温室土壤各无机磷组分的含量及其相对组成均较露地土壤变化明显,Ca8-P、Al-P、Ca2-P、Fe-P、O-P、Ca10-P的平均含量分别为露地土壤的10.2、5.9、5.0、3.1、2.7、1.5倍,温室土壤无机磷各组分占全磷含量的比例表现为Al-P(26.1%)＞Fe-P(18.1%)＞O-P(17.6%)＞Ca10-P(14.4%)＞Ca8-P (10.5%)＞Ca2-P(5.6%)。其中Ca2-P的有效性最高,但累积量最低;O-P、Ca10-P的有效性低,但累积量高,从而导致土壤磷素的利用率降低。(3)温室土壤中,Al-P和Fe-P是耕层土壤(0—20 cm)磷素养分的主要累积形态,两者可占无机磷总量的49.8%;O-P、Ca10-P是底层土壤磷素养分的主要累积形态,两者在20—100 cm土层的累积量可达无机磷总量的46.6%—78.2%,且该比例随土层深度的增加而有所增加。【结论】温室栽培条件下,土壤磷素养分虽有大量累积,但其迁移、转化的主要存在形态均以有效性较低的Ca10-P、O-P、Fe-P为主,如何提高这部分磷源的生物有效性,降低其环境风险,是温室土壤磷素养分管理的关键。     

施肥对热带雨林下种植砂仁土壤氮矿化和硝化作用的影响

采用封顶埋管法(Close-TopIncubation)研究了施肥后西双版纳热带雨林下种植砂仁土壤的氮素净氨化、净硝化和净矿化速率。结果表明,种植砂仁的热带雨林土壤有机氮的净氨化、硝化和矿化速率明显受外来无机氮的影响,施入铵态氮肥后,土壤中的氨化速率明显提高(P<0.01),由对照土壤的-0.66(mg·kg-1·30d-1)增加至施肥处理土壤的1.65(mg·kg-1·30d-1),但硝化速率和矿化速率却显著降低(P<0.01),分别由对照土壤的6.79(mg·kg-1·30d-1)和6.13(mg·kg-1·30d-1)减少至施肥处理土壤的2.60(mg·kg-1·30d-1)和4.25(mg·kg-1·30d-1),导致了土壤中NH4+-N的积累。     

长期施用不同肥料的土壤有机氮组分变化特征

采用Bremner有机氮分级方法研究了30年施用不同肥料的长期定位试验耕层土壤有机氮组分变化特征。结果表明,与不施肥(CK)处理相比,长期施用不同肥料均提高了耕层土壤全氮和有机氮含量,所增加的有机氮中酸解性氮和非酸解性氮各占一半左右,其中增加的酸解性氮有69.0%为未知态氮,21.0%为氨基酸氮,6.6%为氨基糖氮,3.4%为氨态氮。与单施化肥(NPK)相比,牛粪/稻草与化肥配施能进一步提高土壤全氮和有机氮含量,但是不同种类的有机肥与化肥配施所增加有机氮的组分有明显差异;其中牛粪与化肥配施处理(NPKM)所增加的有机氮有60.0%为酸解性氮,而稻草与化肥配施处理(NPKS)中所增加的有机氮有71.7%为非酸解性氮。牛粪与化肥长期配施有利于提高土壤酸解性氮含量,而稻草与化肥配施则有利于提高非酸解性氮含量。     

氯化苦熏蒸处理对土壤氮矿化和硝化作用的影响

结合室内培养和田间试验定量研究了氯化苦熏蒸对土壤氮矿化及硝化作用的影响。通过测定室内氯化苦处理20周内土壤中矿质态氮的含量,得出在前11周内土壤中NH4+-N含量一直增加,硝化作用过程受到明显抑制。11周后硝化作用微生物逐渐恢复,硝化作用受抑制程度减弱,NH4+-N含量开始减少;进行室内氯化苦不同浓度处理,随着处理浓度的增加,土样中NH4+-N含量也依次增加。田间氯化苦熏蒸处理后部分土壤微生物被杀死,使得土壤微生物体内有机态氮转化为无机态氮,短期内能增加土壤中矿质态氮含量。田间不同地块氯化苦熏蒸处理后NH4+-N和矿质态氮含量均有升高,并随着施药量的增加土壤中NH4+-N和矿质态氮也逐渐增加。     

有机和常规蔬菜生产系统土壤可溶性有机氮含量及特征

可溶性有机氮(SON)是反映耕作土壤氮矿化能力的重要指标,与氮营养供应能力密切相关.本文通过分析土壤SON、游离氨基酸(FAA)、可溶性全氮(TSN)含量,比较上海郊区有机和常规蔬菜生产系统、设施和露地栽培模式下的土壤氮素含量及特征差异.结果表明:有机蔬菜生产系统土壤中的SON (51.1±10.2 mg·kg-1,CV=19.9%)含量均高于常规生产系统(39.8±7.2 mg·kg-1CV=18.0%),并表现为夏季>春季>冬季>秋季.设施栽培土壤的SON和FAA含量均高于露地,不同季节有机露地和大棚FAA含量、FAA/SON和FAA/TN均差异显著(P<0.05),并表现为夏季>春季>冬季>秋季.土壤SON与全氮、全碳、C/N、pH和NO3--N均存在显著的相关性.因此,有机和常规生产系统以及设施和露地栽培模式中,土壤SON的含量及其特性存在显著差异.     

不同水肥管理对京郊设施菜地氮素损失及氮素利用效率的影响

定量分析不同水肥管理下设施菜地的氮素损失途径及氮素利用效率,可为合理制订菜地水肥管理措施提供科学依据。2009年在北京市顺义区设施番茄大棚设置了6种水肥管理模式：（1）传统施肥+传统畦灌（N1F1）;（2）优化施肥+优化畦灌（N2F2）;（3）减量施肥+优化畦灌（N3F2）;（4）传统施肥+传统滴灌（N1D1）;（5）优化施肥+优化滴灌（N2D2）;（6）减量施肥+优化滴灌（N3D2）。利用田间观测数据对EU-Rotate_N模型进行了校验,并计算了各水肥管理下设施菜地的氮素淋失、气体损失和氮素利用效率。结果表明,各处理的土壤氮素淋失量占施肥总量的1%~9%,气体损失占施肥总量的5%~14%,各处理氮素淋失表现为N1F1>N3F2≈N2F2>N1D1>N2D2>N3D2。滴灌处理的淋失量比对应畦灌处理减少了72%~87%,气体损失量比畦灌处理平均降低了40%,其氮素利用效率比对应畦灌处理提高32%~36%。在保证蔬菜产量影响不大的情况下,优化施肥和滴灌均能有效地降低氮素淋失和气体损失,提高氮素利用效率。